(57)【要約】【課題】放熱用充填剤の充填作業の作業性を改善すると共に、点状光源から発生する熱を効率良く放熱して高輝度化を達成する面状照明装置を提供する。【解決手段】本発明に係る面状照明装置１０は、導光板２と、導光板２の側端面に配置される点状光源３とを備える面状照明装置において、さらに、底面部５ａと側壁５ｂとからなる放熱板５を備えており、点状光源３が実装された回路基板４は側壁５ｂに沿って固定され、側壁５ｂの点状光源３に対応する位置には、放熱用充填剤６を保持する凹部７が形成されている。これによって、放熱用充填剤６の適切な塗布量の決定および塗布後の管理・保管を容易にし、充填作業の作業性を改善することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、該導光板の側端面に配置される点状光源とを備える面状照明装置において、
底面部と側壁とからなる放熱板を備えており、前記点状光源が実装された回路基板は前記側壁に沿って固定され、前記側壁の前記点状光源に対応する位置には、放熱用充填剤を保持する凹部が形成されていることを特徴とする面状照明装置。
【請求項２】
前記凹部は、前記側壁の端部にまで達していることを特徴とする請求項１に記載の面状照明装置。
【請求項３】
前記回路基板は、前記点状光源の実装面の少なくとも一部に対応する領域に、開口部を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の面状照明装置。
【請求項４】
前記凹部の開口形状は、前記点状光源の実装面の外形よりも一回り大きく形成され、かつ、前記回路基板は、可撓性を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の面状照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイドライト方式の面状照明装置に関し、特に、液晶表示装置の照明手段として用いられる面状照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等に用いられる液晶表示装置用の補助光源には、導光板の側端面に一次光源を配置したサイドライト方式の面状照明装置が主として使用されている（以下、一次光源が配置された側端面を入光面ともいう）。サイドライト方式の面状照明装置の一次光源として、従来は冷陰極管ランプが使用されていたが、現在では、冷陰極管ランプと比較して取扱い性に優れ、小型化が容易であり、対衝撃性に優れた白色ＬＥＤ等の点状光源（以下、単にＬＥＤともいう）が多用されている。このような点状光源を用いた面状照明装置の適用分野は拡大する傾向にあり、携帯電話等に搭載される小型の液晶表示装置に限らず、例えば、比較的表示サイズが大きい車載ナビゲータに用いられる液晶表示装置の補助光源としての適用も検討されるようになってきている。
【０００３】
上記サイドライト方式の面状照明装置の輝度を向上させ、このような照明エリアの拡大に対応するためには、各ＬＥＤに供給する電流を増大するか、あるいは、使用するＬＥＤの数を増加することが望ましい。しかしながら、ＬＥＤに供給する電流の増大やその数の増加には、ＬＥＤから発生する熱量の増大が伴うため、温度上昇によりＬＥＤの発光効率が低下するという問題が生じる。それに付随して、ＬＥＤから発生した熱が導光板に伝達されて導光板が膨張する結果、点状光源に位置ズレが生じ、点状光源と導光板との結合効率が低下するという問題が生じるおそれもある。
【０００４】
このため、ＬＥＤから発生した熱を有効に外部に逃がす方法が種々検討されており、例えば、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料により形成される放熱板を備えた面状照明装置が提案されている。図４は、このような面状照明装置の構成例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。図４に示す面状照明装置１００は、導光板１０２と、回路基板１０４に実装されて導光板１０２の側端面に配置されるＬＥＤ１０３と、平面部１０５ａと側壁１０５ｂとからなる放熱板１０５とを備え、放熱板１０５の平面部１０５ａに導光板１０２を載置し、ＬＥＤ１０３が実装された回路基板１０４を側壁１０５ｂに固定して、ＬＥＤ１０３から発生する熱を放熱板１０５によって効率的に放熱するものである。
【０００５】
さらに、面状照明装置１００では、ＬＥＤ１０３から放熱板１０５への熱伝導性を向上させるために、回路基板１０４と放熱板１０５の側壁１０５ｂとの間に、例えば高熱伝導性のシリコーンコンパウンドからなる放熱用充填剤１０６が介装されている。従来、放熱用充填剤１０６の充填は、例えば、回路基板１０４の、ＬＥＤ１０３の実装箇所の背面側または放熱板１０５の側壁１０５ｂの対応する箇所に、ディスペンサー等により放熱用充填剤１０６を塗布し、その後、回路基板１０４と放熱板１０５とを図示しない両面粘着テープ等により固定するか、あるいは、放熱板１０５の所定箇所に貫通孔（図示せず）を予め設けておき、ＬＥＤ１０３が実装された回路基板１０４と放熱板１０５とを固定した後に、その貫通孔から放熱用充填剤１０６を注入する等の方法により実施されていた。
【０００６】
放熱板１０５に貫通孔を形成する場合の一例として、図５の断面図に示すように、金属性の平板からなる放熱板１１５とＬＥＤ１１３が実装された回路基板１１４の両方を貫通する貫通孔１１６を形成し、貫通孔１１６に熱伝導性の高い接着性充填剤を充填して構成された光源部を備える面状照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、この光源部は、回路基板１１４を放熱板１１５に接着剤１１８により接着固定し、次いで、放熱板１１５と回路基板１１４とを貫通する孔１１６を穿設した後に、回路基板１１４上にＬＥＤ１１３を実装し、その後、貫通孔１１６に接着性充填剤１１７を埋め込んで乾燥・固化するという一連の工程により製造されることが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６２６２６号公報（〔請求項１〕、〔請求項３〕、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図４に示す面状照明装置１００では、放熱用充填剤１０６の充填作業において、放熱充填剤１０６が塗布された回路基板１０４または放熱板１０５を次工程まで一時的に保管する際に、放熱用充填剤１０６の他の場所への転移・付着が発生し易く、さらに、特に、放熱板１０５の側壁１０５ａに放熱用充填剤１０６を塗布する場合には、適切な塗布量の管理が困難であるといった、作業性に関する問題があった。
【０００９】
一方、放熱板１０５に貫通孔を形成する方法では、発熱の中心部分であるＬＥＤ１０３の直下の部分が放熱板１０５から欠落していることになるため、放熱効率が低下するという問題があった。この点について、図５に示す光源部では、ＬＥＤ１１３の直下部分を、回路基板１１４よりも熱伝導性の高い接着性充填剤１１７とすることによって、放熱特性の改善が図られてはいるものの、やはり、接着性充填剤１１６の背面に放熱板１１５が存在するものではなく、放熱板１１５の放熱特性を活用する上で改善の余地がある。さらに、図５に示す光源部の構成は、その放熱板１１５が単純な平板状であることを前提とするものであり、例えば、図４に示すような平面部１０５ａと側壁１０５ｂを備えてＬ字型に構成された放熱板１０５に対してこの構成を適用する場合には、上述した一連の製造工程を実施することが著しく困難なものとなるため、作業性の悪化や製造コストの増大を招くおそれがある。また、特許文献１の面状照明装置では、導光板の熱膨張による点状光源の位置ずれについて、特段の対策は施されていない。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放熱用充填剤の充填作業の作業性を改善すると共に、点状光源から発生する熱を効率良く放熱して高輝度化を達成できる面状照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る面状照明装置は、導光板と、該導光板の側端面に配置される点状光源とを備える面状照明装置において、底面部と側壁とからなる放熱板を備えており、前記点状光源が実装された回路基板は前記側壁に沿って固定され、前記側壁の前記点状光源に対応する位置には、放熱用充填剤を保持する凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、放熱板の側壁の点状光源に対応する位置に、放熱用充填剤を保持する凹部が形成されていることで、放熱用充填剤の塗布量を前記凹部の容積を目安に判別することによって、容易に適切な塗布量を決定することが可能になると共に、塗布後の放熱用充填剤は、凹部に収容されて保持されるため、放熱用充填剤を他の場所に転移・付着させることなく、放熱板を容易に管理・保管することが可能になり、放熱用充填剤の充填作業における作業性の改善に寄与するものとなる。
【００１３】
さらに、放熱用充填剤の溜部となる凹部を設けたことにより、相当の流動性を有しかつ乾燥・固化工程が不要なタイプの充填剤を好適に使用することが可能になると共に、このような凹部は、プレス加工等により底面部と側壁部とを有する放熱板を形成する際に一括して形成することができるため、従来の面状照明装置に対して製造コストを増大させることなく、実現することができる。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記凹部は、前記側壁の端部にまで達しているものであり、これによって、回路基板を放熱板に固定した後に、放熱用充填剤を注入することが可能になるため、充填作業の作業性改善の効果をより一層向上させるものとなる。また、放熱用充填剤の注入量を容易に調整することが可能となるため、それによって、各点状光源の周囲温度、ひいてはその出射光量を個別に調整することができる。
【００１５】
ここで、本発明において、前記回路基板は、前記点状光源の実装面の少なくとも一部に対応する領域に、開口部を有していることが望ましい。これによって、点状光源の実装面に放熱用充填剤を直に接触させつつ、点状光源と放熱板とを結合することが可能となり、その際、本発明では、放熱板に貫通孔を形成することなく、放熱板の点状光源に対応する部分を凹部としたことによって、点状光源の背面側に放熱板の欠落部分が存在しないため、点状光源から放熱用充填剤に伝達された熱を、効率良く放熱することができる。
【００１６】
さらに、前記凹部の開口形状は、前記点状光源の実装面の外形よりも一回り大きく形成され、かつ、前記回路基板は、可撓性を有していることが望ましく、これによって、回路基板上に実装された点状光源の回路基板からの高さにバラツキがあっても、放熱板の凹部への回路基板の撓み変形によってそのバラツキを吸収することが可能となるため、点状光源の出射面を導光板に均等に突き当てることができる。同様に、導光板が熱膨張等により変形した場合でも、その変形を吸収し、点状光源の位置ズレを防止して、点状光源と導光板との結合効率を安定に保持することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、このように構成したため、面状照明装置において、放熱用充填剤の充填作業の作業性を改善すると共に、点状光源から発生する熱を効率良く放熱して高輝度化を達成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明するが、各図面は説明のためのものであり、必ずしも実際の形状、寸法を正確に反映するものではない。
図１は、本発明の第１の実施形態における面状照明装置１０の要部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施形態における面状照明装置１０は、導光板２と、回路基板４に実装されて導光板２の側端面に配置される点状光源３と、平面部５ａと側壁５ｂとからなる放熱板５とを備えており、導光板２を放熱板５の平面部５ａに載置し、ＬＥＤ３が実装された回路基板４を、放熱板５の側壁５ｂに固定してなるものである。
【００１９】
ここで、本実施形態において、導光板２は、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂を好ましくは射出成形してなる板状の導光体であり、点状光源３は白色ＬＥＤからなるものである。また、回路基板４は、ポリイミド等からなる可撓性のフィルム基材上に、点状光源３に駆動電流を供給するための所定の配線パターンが形成されてなるいわゆるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）であり、貼着または接着等の手段によって側壁５ｂに固定されている。
【００２０】
また、本実施形態において、放熱板５は、好ましくはアルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料からなり、導光板２を搭載する平面部５ａと側壁５ｂとを有して、図１（ｂ）に示すように、側面視形状がＬ字型となるように形成されている。側壁５ｂの点状光源３に対応する位置には凹部７が設けられており、放熱用充填剤６をこの凹部７に充填することにより、少なくとも点状光源３の背面部分において回路基板４と放熱板５とを密着させ、ＬＥＤ３により発生する熱を効率良く放熱板５へと伝達させるものである。この際、凹部７の開口形状は、点状光源３の、回路基板４への実装面の外形よりも一回り大きく形成されており、凹部７に充填される放熱用充填剤６は、例えば、シリコーンコンパウンド等の、相当の流動性を有しかつ乾燥・固化工程が不要なタイプの充填剤である。
【００２１】
以上のように構成された面状照明装置１０の光源部分は、例えば、プレス加工等によりＬ字型に形成された放熱板５の凹部７に、ディスペンサー等により放熱用充填剤６を適量塗布した後、点状光源３が実装された回路基板４を、図示しない両面粘着テープ等により側壁５ｂに固定することによって容易に形成することができる。この際、本実施形態における面状照明装置１０では、放熱用充填剤６の塗布量を、凹部７の容積を目安に容易かつ適切に決定することが可能になると共に、塗布後の放熱用充填剤６は、凹部７に収容されて保持されるため、回路基板４の固定前の放熱板５を、放熱用充填剤６を他の場所に転移・付着させることなく容易に管理・保管することが可能になる。
【００２２】
さらに、上述したように、流動性を有する放熱用充填剤６が充填された凹部７の開口部分の外形は、点状光源３の、回路基板４に面する実装面の外形よりも一回り大きく形成されており、かつ、回路基板４が可撓性を有するＦＰＣであるため、回路基板４は、側壁５ｂに固定後も、凹部７内に撓み変形することが可能となり、例えば回路基板４上に実装された複数の点状光源３の回路基板からの高さにバラツキがある場合や、あるいは、導光板２が熱膨張等により図１（ｂ）に示す矢印Ｂ方向に変形した場合でも、それらのバラツキや変形を回路基板４の凹部７内への撓み変形により吸収し、点状光源３を導光板２に安定かつ均等に突き当てることができる。
【００２３】
次に、図２を参照して本発明の第２の実施形態を説明するが、以下の説明において、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、重複する部分の説明は適宜省略する。
図２は、本発明の第２の実施施形態における面状照明装置２０の要部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施形態における面状照明装置２０は、上述した第１の実施形態における面状照明装置１０と基本的には同一の構成を有するものであるが、放熱板１５の側壁１５ｂに形成される凹部１７が、側壁１５ｂの端部１５ｃにまで達するように形成されている点で相違するものである。
【００２４】
以上のように構成された面状照明装置２０において、その光源部分は、まず、プレス加工等によりＬ字型に形成された放熱板１５の側壁１５ｂに、点状光源３が実装された回路基板４を、図示しない両面粘着テープ等により固定した後、開放端である凹部１７の端部１５ｃ側からディスペンサー等により放熱用充填剤６を適量注入することによって、容易に形成することができる。このように、面状照明装置２０において、放熱用充填剤６の充填作業は、側壁１５ｂの凹部と回路基板４との間に予め形成された間隙に放熱用充填剤６を注入することにより実施することができるため、その適切な注入量を更に容易かつ確実に決定することが可能になると共に、注入作業の終了時点で放熱用充填剤６が外部に大きく露出する面が存在しないため、作業後の管理・保管が更に容易なものとなり、放熱用充填剤６の充填作業の作業性をより一層改善するものである。さらに、放熱用充填剤６の注入量を容易かつ確実に決定することができるため、その量をそれぞれの点状光源３ごとに調整することによって、点状光源３の周囲温度、ひいてはその出射光量を個別に調整することができる。
【００２５】
ここで、図１および図２に示す面状照明装置１０、２０において、回路基板４は、点状光源３の実装面の少なくとも一部に対応する領域に開口部を有するものであってもよく、これによって、点状光源３の実装面と放熱板５、１５とを、回路基板４を介することなく結合し、放熱効率を向上させるものである。本発明は、回路基板４が有する開口部の具体的な態様に限定されるものではないが、例えば、図３（ａ）に示す回路基板２１のように、点状光源３の実装面３ｂの、例えば電極部分３ｄを除いた部分に対応する切欠き部２２、あるいは、図３（ｂ）に示すように、同様の部分に対応する貫通孔２６とするものであってもよい。本発明に係る面状照明装置では、図１および図２を参照して上述したように、放熱板５、１５の、点状光源３の実装面３ｂに対応する部分は、貫通孔として欠落することなく、凹部７、１７の底面を構成する金属材料により連続的に構成されているため、点状光源３の実装面３ｂに直に接触する放熱用充填剤６に伝達された熱を、更に効率良く放熱する点で有利なものである。
【００２６】
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明してきたが、本発明において、点状光源が実装される回路基板の撓み変形を利用しない場合には、放熱用充填剤として、乾燥等により固化される接着性の充填剤を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態における面状照明装置の要部を示す図である、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における面状照明装置の要部を示す図である、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に係る開口部を有する回路基板の態様を示す平面図であり、（ａ）は開口部が切欠き部の場合、（ｂ）は開口部が貫通孔の場合の例を示す図である。
【図４】従来の面状照明装置の構成例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】従来の面状照明装置における光源部分の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
２：導光板、３：点状光源、３ｂ：実装面、４：回路基板、５、１５：放熱板、５ａ，１５ａ：平面部、５ｂ，１５ｂ：側壁、６：放熱用充填剤、７，１７：凹部
【図１】
2006286347.tif 000003
【図２】
2006286347.tif 000004
【図３】
2006286347.tif 000005
【図４】
2006286347.tif 000006
【図５】
2006286347.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月18日(2005.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
しかしながら、図４に示す面状照明装置１００では、放熱用充填剤１０６の充填作業において、放熱用充填剤１０６が塗布された回路基板１０４または放熱板１０５を次工程まで一時的に保管する際に、放熱用充填剤１０６の他の場所への転移・付着が発生し易く、さらに、特に、放熱板１０５の側壁１０５ｂに放熱用充填剤１０６を塗布する場合には、適切な塗布量の管理が困難であるといった、作業性に関する問題があった。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
一方、放熱板１０５に貫通孔を形成する方法では、発熱の中心部分であるＬＥＤ１０３の直下の部分が放熱板１０５から欠落していることになるため、放熱効率が低下するという問題があった。この点について、図５に示す光源部では、ＬＥＤ１１３の直下部分を、回路基板１１４よりも熱伝導性の高い接着性充填剤１１７とすることによって、放熱特性の改善が図られてはいるものの、やはり、接着性充填剤１１７の背面に放熱板１１５が存在するものではなく、放熱板１１５の放熱特性を活用する上で改善の余地がある。さらに、図５に示す光源部の構成は、その放熱板１１５が単純な平板状であることを前提とするものであり、例えば、図４に示すような平面部１０５ａと側壁１０５ｂを備えてＬ字型に構成された放熱板１０５に対してこの構成を適用する場合には、上述した一連の製造工程を実施することが著しく困難なものとなるため、作業性の悪化や製造コストの増大を招くおそれがある。また、特許文献１の面状照明装置では、導光板の熱膨張による点状光源の位置ずれについて、特段の対策は施されていない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
次に、図２を参照して本発明の第２の実施形態を説明するが、以下の説明において、上述した第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、重複する部分の説明は適宜省略する。
図２は、本発明の第２の実施形態における面状照明装置２０の要部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施形態における面状照明装置２０は、上述した第１の実施形態における面状照明装置１０と基本的には同一の構成を有するものであるが、放熱板１５の側壁１５ｂに形成される凹部１７が、側壁１５ｂの端部１５ｃにまで達するように形成されている点で相違するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006286347.tif 000008